Résumé:
Ce projet présente une étude approfondie de la modélisation et de la simulation
numérique de l’Interaction Fluide-Structure (IFS) en utilisant la méthode
Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). L’accent est mis sur la modélisation
de différents types de structures fixes, mobiles et constituées de matériaux granulaires
en interaction avec un fluide. Une attention particulière est portée à la
description des structures granulaires à l’aide du modèle rhéologique non newtonien
de Bingham, permettant de capturer leur comportement viscoplastique.
Le travail débute par une revue de l’état de l’art sur la méthode SPH appliquée
à la modélisation des fluides, des structures, et de leur interaction. Une
contribution majeure de ce projet réside dans l’implémentation de formulations
SPH adaptées pour surmonter les discontinuités numériques souvent rencontrées
dans les lois constitutives classiques utilisées pour modéliser les différents types
de structures, notamment les matériaux granulaires. Cette implémentation est
intégrée aux équations gouvernantes de la méthode SPH, améliorant ainsi la
stabilité et la précision des simulations.
Le cadre numérique développé permet de traiter différents cas d’interaction
fluide-structure : fluide-structure fixe, fluide-structure mobile et fluide-structure
granulaire. Pour chaque cas, des scénarios de simulation sont réalisés, et les
résultats obtenus sont confrontés à des données expérimentales ou à des résultats
issus d’autres approches numériques. Une analyse de sensibilité est également
menée sur les paramètres clés de la méthode SPH afin d’évaluer leur influence
sur la qualité des résultats.
Les résultats démontrent que la méthode SPH, combinée à une modélisation
rhéologique adaptée, constitue une approche efficace et robuste pour simuler
de manière unifiée les différentes formes d’interactions fluide-structure. Cette
recherche offre ainsi des perspectives prometteuses pour la modélisation de
systèmes complexes impliquant des matériaux granulaires et des structures en
interaction avec des fluides.
